Rechtfertigung und Optimierung von PET/CT-Untersuchungen aus strahlenhygienischer Perspektive

Zusammenfassung

Klinische Studien belegen, dass durch kombinierte PET/CT-Untersuchungen die diagnostische Aussagekraft im Vergleich zu separat durchgeführten PET- und CT-Untersuchungen verbessert werden kann. Allerdings sind PET/CT-Untersuchungen für den einzelnen Patienten mit einer vergleichsweise hohen Strahlenexposition verbunden, so dass sie einer sorgfältigen Rechtfertigung und Optimierung bedürfen, um Wiederholungsuntersuchungen bzw. unnötig hohe Strahlenexpositionen zu vermeiden. Die vorliegende Arbeit gibt einen Überblick über die mit den einzelnen Komponenten einer PET/CT-Untersuchung verbundene Patientenexposition und stellt verschiedene Untersuchungsstrategien mit dem Ziel vor, die diagnostisch erforderliche Bildqualität mit den Anforderungen des Strahlenschutzes in Einklang zu bringen. Darüber hinaus werden verschiedene Dosisreduktionstechniken besprochen, von denen einige direkt aus der konventionellen CT-Praxis übernommen werden können, während andere Modifikationen der derzeitigen Hard- und Software von PET/CT-Systemen erforderlich machen.

Abstract

Clinical studies demonstrate a gain in diagnostic accuracy by employing combined PET/CT instead of separate CT and PET imaging. However, whole-body PET/CT examinations result in a comparatively high radiation burden to patients and thus require a proper justification and optimization to avoid repeated exposure or over-exposure of patients. This review article summarizes relevant data concerning radiation exposure of patients resulting from the different components of a combined PET/CT examination and presents different imaging strategies that can help to balance the diagnostic needs and the radiation protection requirements. In addition various dose reduction measures are discussed, some of which can be adopted from CT practice, while others mandate modifications to the existing hard- and software of PET/CT systems.

PET/CT-Untersuchungen - Patientenexposition - Dosimetrie - Rechtfertigung - Optimierung

PET/CT examinations - patient exposure - dosimetry - justification - optimization

Literatur

• 1 Antoch G, Feudenberg L S, Beyer T, Bockisch A, Debatin J F. To enhance or not to enhance? ¹⁸F-FDG and CT contrast agents in dual-modality ¹⁸F-FDG PET/CT.  J Nucl Med. 2004;  45 (Suppl 1) 56S-65S
• 2 Beyer T, Antoch G, Müller S, Egelhof T, Freudenberg L S, Debatin F, Bockisch A. Acquisition protocol considerations for combined PET/CT imaging.  J Nucl Med. 2004;  45 (Suppl 1) 25S-35S
• 3 Beyer T, Antoch G, Bockisch A, Stattaus J. Optimized intravenous contrast administration for diagnostic whole-body ¹⁸F-FDG PET/CT.  J Nucl Med. 2005;  46 429-435
• 4 Bockisch A, Beyer T, Antoch G, Freudenberg L S, Kühl H, Debatin J F, Müller S P. Positron emission tomography/computed tomography - imaging protocols, artifacts, and pitfalls.  Molecular Imaging and Biology. 2004;  6 188-199
• 5 Brix G, Noßke D, Glatting G, Minkov V, Reske S N. A survey of PET activity in Germany during 1999.  Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2002;  29 1091-1097
• 6 Brix G, Nagel H D, Stamm G, Veit R, Lechel U, Griebel J, Galanski M. Radiation exposure in multi-slice versus single-slice spiral CT: Results of a nationwide survey.  Eur Radiol. 2003;  13 1979-1991
• 7 Brix G, Lechel U, Veit R. et al . Assessment of a theoretical formalism for dose estimation in CT: An anthropomorphic phantom study.  Eur Radiol. 2004;  14 1275-1284
• 8 Brix G, Lechel U, Glatting G, Ziegler S I, Münzing M, Müller S P, Beyer T. Radiation exposure of patients undergoing whole-body dual-modality ¹⁸F-FDG PET/CT examinations.  J Nucl Med. 2005;  46 608-613
• 9 Brix G, Nekolla E, Griebel J. Strahlenexposition von Patienten durch diagnostische und interventionelle Röntgenanwendungen: Fakten, Bewertung und Trends.  Radiologe. 2005;  45 340-349
• 10 Brix G, Beyer T. PET/CT: Dose-escalated image fusion?.  Nuklearmedizin. 2005;  44 S51-S57
• 11 Brix G, Nagel H D. Dose considerations and radiation protection issues in multislice CT. In: Brüning R, Küttner A, Flohr T (eds). Protocols for Multislice CT. 2nd Edition. Springer, Berlin, Heidelberg, New York 2006; 31-41
• 12 Bundesamt für Strahlenschutz .Bekanntmachung der diagnostischen Referenzwerte für radiologische und nuklearmedizinische Untersuchungen. Bundesanzeiger Nr. 143 vom 5. August 2003; 17 503
• 13 Bundesärztekammer .Leitlinien der Bundesärztekammer zur Qualitätssicherung in der Computertomographie. Deutsches Ärzteblatt 1992; 89: Heft 49 (aktuell in Überarbeitung)
• 14 Eschner W. Dosimetrie - Grundlage für den Strahlenschutz.  Der Nuklearmediziner. 2005;  28 214-223
• 15 Council of the European Union .Council directive 97/43/Euratom of 30. June 1997 on health protection against the dangers of ionizing radiation in relation to medical exposure, and repealing directive 84/466/Euratom. Document 397L0043. Official Journal NO. L 180, 09/07/1997; 0022-0027
• 16 Dahlbom M, Yu D C, Cherry S R, Chatziioannou A, Hoffman E J. Methods for improving image quality in whole body PET scanning.  IEEE Trans Nucl Sci. 1992;  39 1079-1083
• 17 European Commission .Report EUR 16262 EN - European guidelines on quality criteria for computed tomography. 1999
• 18 Greess H, Wolf H, Baum U, Lell M, Pirkl M, Kalender W, Bautz W A. Dose reduction in computed tomography by attenuation-based on-line modulation of tube current: evaluation of six anatomical regions.  Eur Radiol. 2000;  10 391-394
• 19 ICRP . ICRP Publication 60. “1990 recommendations of the International Commission on Radiological Protection”.  Annals of the ICRP. 1991;  21/1-3
• 20 ICRP . ICRP Publication 73. Radiological protection and safety in medicine.  Annals of the ICRP. 1996;  26 (No. 2)
• 21 ICRP . ICRP Publication 80. Radiation dose to patients from radiopharmaceuticals.  Annals of the ICRP. 1999;  28/3
• 22 ICRP . ICRP Publication 87. Managing patient dose in computed tomography.  Annals of the ICRP. 2001;  30/4
• 23 Kachelriess M, Watzke O, Kalender W A. Generalized multi-dimensional adaptive filtering for conventional and spiral single-slice, multi-slice and cone-beam CT.  Med Phys. 2001;  28 475-490
• 24 Kalender W A, Wolf H, Suess C, Gies M, Greess H, Bautz W A. Dose reduction in CT by on-line tube current control: principles and validation on phantoms and cadavers.  Eur Radiol. 1999;  9 323-328
• 25 Kalra M K, Maher M M, Toth T L, Hamberg L M, Blake M A, Shepard J A, Saini S. Strategies for CT radiation dose optimization.  Radiology. 2004;  230 619-628
• 26 Kamel E, Hany T F, Burger C, Treyer V, Lonn A H, Schulthess G K von, Buck A. CT vs ⁶⁸Ge attenuation correction in a combined PET/CT system: evaluation of the effect of lowering the CT tube current.  Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2002;  29 346-350
• 27 Kinahan P E, Hasegawa B H, Beyer T. X-ray-based attenuation correction for positron emission tomography/computed tomography scanners.  Semin Nucl Med. 2003;  33 166-179
• 28 Nakamoto Y, Osman M, Cohade C, Marshall L T, Links J M, Kohlmyer S, Wahl R L. PET/CT: comparison of quantitative tracer uptake between germanium and CT transmission attenuation-corrected images.  J Nucl Med. 2002;  43 1137-1143
• 29 Noßke D, Minkov V, Brix G. Festlegung und Anwendung diagnostischer Referenzwerte für nuklearmedizinische Untersuchungen.  Nuklearmedizin. 2004;  43 79-84
• 30 Pietrzyk U. Does PET/CT render software registration obsolete?.  Nuklearmedizin. 2005;  44 S13-S17
• 31 Schöder H, Erdi Y E, Larson S M, Yeung H WD. PET/CT: A new imaging technology in nuclear medicine.  Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2003;  30 1419-1437
• 32 Stamm-Meyer A, Nosske D, Schnell-Inderst P, Hacker M, Hahn K, Brix G. Diagnostic nuclear medicine procedures performed in Germany between 1996 and 2002: Application frequencies and collective effective doses.  Nuklearmedizin. 2006;  45 1-9
• 33 Strahlenschutzkommission .Strahlenschutz bei der Anwendung der Positronen-Emissions-Tomographie/Computer-Tomographie (PET/CT). Stellungnahme vom 12.8.2005
• 34 Schulthess G K von. Cost considerations regarding an integrated CT-PET system.  Eur Radiol. 2000;  10 (Suppl 3) S377-S380
• 35 Czernin J. Supplement to The Journal of Nuclear Medicine. PET/CT: Imaging function and structure.  Society of Nuclear Medicine. 2004;  45 1S-103S
• 36 Townsend D W, Beyer T, Blodgett T M. PET/CT scanners: A hardware approach to image fusion.  Seminars in Nuclear Medicine. 2003;  33 193-204
• 37 Vogel W V, Oyen W J, Barentsz J O, Kaanders H, Corstens F H. PET/CT: Panacea, redundancy, or something in between?.  J Nucl Med. 2004;  45 (Suppl 1) 15S-24S
• 38 Yau Y Y, Chan W S, Tam Y M, Vernon P, Wong S, Coel M, Chu S K. Application of intravenous contrast in PET/CT: Does it really introduce significant attenuation correction error?.  J Nucl Med. 2005;  46 283-291